Uunganishaji upya wa jeni ni ubadilishanaji wa nyenzo za kijeni kati ya viumbe mbalimbali. Inasababisha uzalishaji wa watoto wenye mchanganyiko wa sifa ambazo ni tofauti na zile zinazopatikana kwa wazazi wote wawili. Mengi ya mabadilishano haya ya kijeni hutokea kiasili.
Jinsi inavyotokea
Mchanganyiko wa jeni huanza kutokana na mgawanyiko wa jeni wakati wa kuunda gamete wakati wa meiosis, kurutubisha na kuvuka. Kuvuka huruhusu aleli kwenye molekuli za DNA kubadilisha nafasi kutoka sehemu moja ya kromosomu yenye homologo hadi nyingine. Ujumuishaji upya unawajibika kwa anuwai ya kijeni ya spishi au idadi ya watu.
Muundo wa kromosomu
Khromosome ziko ndani ya kiini cha seli. Imeundwa kutoka kwa chromatin, wingi wa nyenzo za urithi zilizoundwa na DNA ambazo zimefungwa kwa karibu na protini zinazoitwa histones. Kromosomu kwa kawaida huwa imekwama moja na huwa na eneo la centromere ambalo huunganisha maeneo marefu na mafupi.
Rudufu ya kromosomu
Seli inapoingia kwenye mzunguko wake wa maisha, kromosomu zakezinanakiliwa kwa njia ya urudufishaji wa DNA katika kutayarisha mgawanyiko. Kila kromosomu iliyorudiwa ina mbili zinazofanana, zinazoitwa chromatidi dada. Wanahusishwa na eneo la centromere. Wakati seli zinagawanyika, seti za jozi huundwa. Zinajumuisha kromosomu moja (homologous) kutoka kwa kila mzazi.
Kubadilishana kromosomu
Mchanganyiko wa jeni wakati wa kuvuka ulielezewa kwa mara ya kwanza na Thomas Hunt Morgan. Katika eukaryotes, inawezeshwa na kuvuka kwa chromosome. Mchakato wa kuvuka husababisha watoto kuwa na mchanganyiko tofauti wa jeni na wanaweza kutoa aleli mpya za chimeric. Hii inaruhusu viumbe vinavyozalisha tena ngono kuepuka ratchet ya Moeller, ambapo jenomu za watu wasio na jinsia zote hukusanya ufutaji wa kijeni kwa njia isiyoweza kutenduliwa.
Wakati wa prophase I, kromatidi nne zimeunganishwa kwa uthabiti. Katika uundaji huu, tovuti zenye usawa kwenye molekuli mbili zinaweza kuoanisha kwa karibu na kubadilishana taarifa za kijeni. Mchanganyiko wa jeni unaweza kutokea mahali popote kwenye kromosomu. Mzunguko wake kati ya pointi mbili hutegemea umbali unaozitenganisha.
Maana
Kufuatilia msogeo wa jeni kutokana na kuvuka mipaka kumethibitishwa kuwa muhimu sana kwa wataalamu wa jenetiki. Hii inafanya uwezekano wa kuamua jinsi jeni mbili ziko kwenye kromosomu. Sayansi pia inaweza kutumia njia hii kukisia uwepo wa jeni fulani. Molekuli moja katika jozi iliyounganishwa hutumika kama alama ya kutambua kuwepo kwa nyingine. Inatumika kugundua uwepo wa pathogensvinasaba.
Marudio ya muunganisho kati ya loci mbili zinazotazamwa ni thamani ya makutano. Inategemea umbali wa pande zote wa foci ya maumbile inayozingatiwa. Kwa seti yoyote isiyobadilika ya hali ya mazingira, muunganisho upya katika eneo fulani la muundo wa dhamana (kromosomu) huwa haubadilika. Ndivyo ilivyo kwa thamani ya makutano, ambayo hutumika wakati wa kutengeneza ramani za kijeni.
Meiosis
Mvuka wa kromosomu huhusisha ubadilishanaji wa kromosomu zilizooanishwa zilizorithiwa kutoka kwa kila mzazi. Meiosis, kama msingi wa ujumuishaji wa jeni, ina jukumu muhimu katika mchakato huu. Mifano ya molekuli ya mchakato huu imebadilika kwa miaka kama ushahidi umekusanya. Muundo mpya unaonyesha kuwa kromatidi mbili kati ya nne zilizopo mwanzoni mwa meiosis (prophase I) zimeoanishwa na zinaweza kuingiliana. Recombination ya chromosomes na jeni hufanyika ndani yake. Hata hivyo, maelezo ya utendakazi wa kubadilika wa meiosis ambayo hulenga makutano pekee hayatoshi kwa matukio mengi ya kubadilishana.
Mitosis na kromosomu zisizo homologo
Katika seli za yukariyoti, kuvuka kunaweza kutokea wakati wa mitosis. Hii husababisha seli mbili zilizo na nyenzo za kijeni zinazofanana. Mchanganyiko wowote unaotokea kati ya kromosomu zenye homologous katika mitosisi hautoi mchanganyiko mpya wa jeni.
Kuvuka kunakotokea katika kromosomu zisizo homologous kunaweza kusababisha badiliko linalojulikana kamauhamisho. Hutokea wakati sehemu ya kromosomu inapojitenga na kuhamia kwenye nafasi mpya kwenye molekuli isiyo ya homologous. Aina hii ya mabadiliko inaweza kuwa hatari kwani mara nyingi husababisha ukuaji wa seli za saratani.
Uongofu wa Jeni
Jeni zinapobadilishwa, sehemu ya nyenzo za urithi hunakiliwa kutoka kromosomu moja hadi nyingine bila kubadilisha mtoaji. Ubadilishaji wa jeni hutokea kwa mzunguko wa juu katika eneo halisi. Huu ni mchakato ambao mlolongo wa DNA unakiliwa kutoka helix moja hadi nyingine. Mchanganyiko wa jeni na chromosomes umesomwa katika misalaba ya kuvu, ambapo ni rahisi kuchunguza bidhaa nne za meioses binafsi. Matukio ya ubadilishaji wa jeni yanaweza kutofautishwa kama mikengeuko katika mgawanyiko wa seli moja kutoka kwa utengano wa kawaida wa 2:2.
Uhandisi wa jeni
Uchanganyaji upya wa jeni unaweza kuwa bandia na wa kimakusudi. Inatumika kwenye vipande tofauti vya DNA, mara nyingi kutoka kwa viumbe tofauti. Hivyo, DNA recombinant hupatikana. Mchanganyiko Bandia unaweza kutumika kuongeza, kuondoa, au kubadilisha jeni za kiumbe. Mbinu hii ni muhimu kwa utafiti wa kimatibabu katika nyanja ya uhandisi jeni na protini.
Recombinant recovery
Wakati wa mitosis na meiosis, DNA iliyoharibiwa na sababu mbalimbali za nje inaweza kuokolewa kwa hatua ya urekebishaji homologous (HRS). Kwa binadamu na panya, upungufu wa bidhaa za jeni zinazohitajika kwa FGF wakati wa meiosis husababisha utasa.
Bakteriamageuzi ni mchakato wa uhamisho wa jeni ambao kwa kawaida hutokea kati ya seli za kibinafsi za aina moja. Inahusisha ujumuishaji wa DNA ya wafadhili kwenye kromosomu ya mpokeaji kupitia ujumuishaji wa jeni. Utaratibu huu ni kukabiliana na kurekebisha seli zilizoharibiwa. Mabadiliko yanaweza kufaidi bakteria ya pathogenic kwa kuruhusu urekebishaji wa uharibifu wa DNA unaotokea katika mazingira ya uchochezi, oksidi yanayohusiana na maambukizi ya mwenyeji.
Wakati virusi viwili au zaidi, kila moja ikiwa na uharibifu mbaya wa jeni, ikiambukiza seli moja ya jeshi, jenomu zinaweza kujamiiana na kupita katika FGP ili kuzalisha watoto wanaofaa. Utaratibu huu unaitwa uanzishaji wa wingi. Imechunguzwa katika virusi kadhaa vya pathogenic.
Muunganisho katika seli za prokaryotic
Seli za Prokaryotic, kama vile bakteria yenye seli moja bila kiini, pia hupitia muunganisho wa kinasaba. Katika kesi hiyo, jeni za bakteria moja zinajumuishwa katika genome ya mwingine kwa kuvuka. Ujumuishaji upya wa bakteria unafanywa na michakato ya mnyambuliko, ugeuzaji au uhamishaji.
Katika muunganisho, bakteria moja huunganishwa hadi nyingine kupitia muundo wa neli ya protini. Katika mchakato wa mabadiliko, prokaryotes huchukua DNA kutoka kwa mazingira. Mara nyingi hutoka kwa seli zilizokufa.
Katika ubadilishaji, DNA hubadilishwa kupitia virusi vinavyoambukiza bakteria, inayojulikana kama bacteriophage. Mara seli ya kigeni inapowekwa ndani kwa njia ya muunganisho, mabadiliko, au upitishaji,bakteria inaweza kuingiza sehemu zake kwenye DNA yake. Uhamisho huu unafanywa kwa kuvuka na kusababisha kuundwa kwa seli ya bakteria inayoungana tena.
